鋼結構加固設計要點及方法探究

摘 要：鋼結構體系越來越廣泛地應用于建構筑物，鋼結構性能直接影響著建構筑物的堅固程度和使用壽命。因此，為了切實的保障建構筑物的堅固性，延長其使用壽命，就需要確保鋼結構的強度。而在遇見影響安全的因素后，就需要對鋼結構實施加固，本文就圍繞鋼結構加固設計的要點和方法展開了討論。

關鍵詞：鋼結構;加固;要點;方法

一、 鋼結構加固設計的意義

鋼結構加固設計是提升鋼結構工程安全可靠性的有力途徑，在工程中擁有著重要的地位。完善鋼結構加固設計，可以有效地延長建筑物的使用壽命。建構筑物在使用過程中，經常會涉及火災事故、基礎沉降、使用不當和荷載加劇等問題，這些都會影響到鋼結構的安全性能，從一定程度上縮減了建構筑物的使用壽命，而針對鋼結構實施加固，可以有效地改善這種現狀。對鋼結構實施科學完善的加固措施，在延長建筑物使用壽命的同時還可以提升其經濟利益。針對鋼結構加固設計，不僅可以加強鋼結構建筑的抗災性能，還可以優化建筑物整體的穩定性和牢固性，從而有效地保障建構筑物中生產生活的安全性。

二、 鋼結構常用加固設計方法

（一）單個鋼結構構件加固

針對單個鋼結構構件的加固手段主要有焊接鋼板、粘粘鋼板及碳纖維復合板、改變截面形狀（比如把工字型截面改成箱型截面和格構型截面，甚至可以添加桿件組合成桁架）、外包混凝土加強（主要針對鋼柱的使用）等方面。針對實體建構筑物展開加固時，設計人員必須對具體的截面形式和技術中潛在的問題實施全面的考量，以保證加固后達到預期要求，此外，在設計過程中還要結合施工的難度系數、施工成本的多少和施工周期的長短進行全面的分析，從中選出適宜的設計方案。針對具體的工程施工，還可以結合多種加固技術協調運用，以此提升鋼結構建筑的加固效果。

（二）更改結構傳力途徑

變換結構傳力途徑主要是針對建筑內部的結構傳力體系實施更改，以發揮最優的加固效用。隨著生產規模的逐漸加大，人們對建筑構物的性能提出了更高的要求，大部分企業為了順應自身的發展情況，會將現有的鋼結構建筑實施改建或擴建。針對改擴建的施工環節，企業會強調要保證原建筑物的正常運作，這就增加了改擴建工程的難度，而變化結構傳力途徑可以有效地改善這種情況。在實施這個技術的過程中，設計人員需對結構構件承重性能和運用情況實行詳盡的解析，通過對結構、構件、支座和節點中的內力布局實行全面考量，結合鋼結構建筑的具體情況，最終構建出科學完善的加固計劃。常見的方式有，增添支點數目，縮短鋼結構構件的計算長度，比如針對鋼結構中設立支柱來縮減梁的跨度，能夠提升梁的承重性能;通過設立維護結構或承重次梁來降低原結構的受力，增加支撐或剛性系桿調整傳力途徑，從而達到加固的目的;施工空間受限時，還可以結合預應力技術，讓建筑結構獲取和荷載效應相悖的內力，通過變化建筑結構內力的分布狀況，實現加固的目的。

（三）連接節點加固

連接節點性能主要體現在把一個或者多個構件的受力傳輸到另一個或多個構件上，節點的受力較為繁復，導致加固操作難度增加。加強節點的承重性能，應由專業設計人員對梁柱及支撐桿件通過實驗展開力學剖析，以調節梁柱節點的連接手段來完善建筑結構內力的分布情況。在篩選實際的施工技術時，設計人員應于施工人員協同工作，對鋼結構加固的成因、效果、受力情況、原有的連接方式和施工環境等實行全面的掌握，根據具體情況來選取適宜的施工技術。在選取焊接加固時，則要注意到焊接過程中造成的高溫會使鋼結構的承載性能變弱，大規模的焊接會導致施工環節構建承載性能變弱而造成局部變形，觸及到鋼結構建筑的安全性能，此外，焊接時出現的焊接殘余應力，會對原結構造成一定的影響。針對同一受力部位的連接加固環節，必須考量剛度的差異性，選取差異性較小的加固方式展開施工。針對鋼管結構的相貫節點實施加固時，可以運用加內隔板、主管加套管和主管加勁環的加固手段，以實現其最大的加固效用。近些年，碳纖維布的加固手法作為一種新型加固技術被廣泛運用，并取得了顯著的成果，它在降低焊接殘余應力對原建筑結構損害的同時還可以加強鋼結構建筑的承重性能。

三、 鋼結構加固的注意事項

鋼結構加固時，設計人員應吃透現場情況，并進行完善的交底工作，方便現場施工人員領會設計意圖，制定出滿足設計需求且科學全面的施工方案。設計人員應考慮施工時的各種狀態，并需要注意以下幾點：首先，鋼結構加固時是否正常使用，是否停工停產，還是在正常使用，須針對不同情況，對施工提出相應安全要求及施工要求;其次，進行焊接工作時，要求施工單位采用合理的施工方法及順序，必須避免焊接變形和應力集中現象的出現，并在設計中應考慮加固的影響，留出余量;再次，應要求現場進行尺寸復核放樣，以確保構件的精準度;最后，提示可能涉及的危大工程項目，并對結構的防腐防火性能提出明確的要求。

四、 結語

鋼結構加固設計越來越多，新的方式方法也不斷涌現，但是基本思路及方法仍是按照上文所述。且絕大多數設計人員也是依照工程經驗，參照以上思路，選擇一種或多種聯合加固方法。具體到某項目的方案，則應從安全、經濟、施工多角度考慮，最后綜合得出。

參考文獻：

[1]吳天瀟.建筑消防性能化審核管理信息系統設計與實現[D].大連：大連理工大學，2018.

[2]劉開敏.談混凝土結構與鋼結構的加固及設計[J].四川水泥，2015（7）：99.

作者簡介：

王嘯岳，南京金凌石化工程設計有限公司。